Tema: Análisis de flujo de carga con el método de Newton- Raphson.

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1 Tema: Análisis de flujo de carga con el método de Newton- Raphson. I. OBJETIVOS. Que el alumno conozca las herramientas disponibles con las que cuenta ETAP para el análisis de flujo de carga, usando el modulo Load Flow Análisis. Que el alumno pueda realizar diagramas en las normas ANSI y IEC. Aprender a simular una regulación de tensión en una barra utilizando LTC s de transformadores. Conocer cuando una barra se encuentra en condiciones de sobrecarga. II. INTRODUCCIÓN. Los estudios de flujo de potencia son de gran importancia en la planeación y diseño de la expansión futura de los sistemas de potencia, así como también en la determinación de las mejores condiciones de operación de los sistemas existentes. La información principalmente que se obtiene de un estudio de flujos de potencia es la magnitud y ángulo de fase del voltaje en cada barra y las potencias real y reactiva que fluyen en cada línea, sin embargo se puede obtener gran cantidad de información adicional que es valiosa. La mayoría de estos aspectos se irán haciendo evidentes en el análisis de los estudios de los flujos de potencia que se realizaran en esta guía. Aspectos importantes del análisis de los flujos de carga: Permite determinar los flujos de potencia activa y reactiva en una red eléctrica. Permite determinar los voltajes en las barras de una red eléctrica. Permite calcular las pérdidas en una red eléctrica. Permite estudiar las alternativas para la planificación de nuevos sistemas o ampliación de los ya existentes. Permite evaluar los efectos de pérdidas temporales de generación o de circuitos de transmisión. Permite evaluar los efectos de reconfigurar los circuitos de un SEP (por ejemplo ante la pérdida de una línea de transmisión). GUIA #2 Pag.1

2 Permite evaluar las mejoras que se producen ante el cambio en la sección de los conductores de un SEP. Se estudiare el método de newton-raphson, este se encuentra predeterminado en ETAP III. EQUIPO DIDÁCTICO. 2 IV. PROCEDIMIENTO. Parte I: Implementación del Circuito. Cantidad Descripción 1 Ordenador con procesador Pentium III y 512 MB RAM como requisito mínimo 1 ETAP Dispositivo de Almacenamiento externo (USB) Tabla 1.1 Materiales y Equipo 1. Abrir el programa ETAP el cual está instalado en los ordenadores del laboratorio de Sistemas de Potencia 2. Abrir un proyecto nuevo de ETAP, ingresando al menú File colocado en la barra de herramientas del programa. 3. Colocar un nombre a nuestro nuevo proyecto; en la ventana que aparece GUIA #2 Pag.2

3 4. Cuando aparezca la ventana de información del usuario dar clic en ok 5. Cambiar el porcentaje de regulación de los buses 6. Dar clic en el botón Load Flow Analysis, 7. Buscar la barra Study Case 8. Dar clic en Edit Study Case, luego abrir pestaña alert 9. Introducir los cambios mostrados en la fig. 1 Fig Realizar el siguiente circuito utilizando los parámetros que parecen después del circuito a armar. GUIA #2 Pag.3

4 SISTEMA ELECTRICO DE POTENCIA GUIA #2 Pag.4

5 Nota: los parámetros de cada elemento, son introducidos al hacer doble click sobre cada uno de ellos. PARAMETROS DEL SISTEMA ELECTRICO DE POTENCIA Generador Voltaje Capacidad Configuración Impedancia Gen2 15 KV 700 MW Delta- swimg Typical data Gen9 15 KV 450 MW Delta Typical data Interruptor Voltaje MFR Model CB5 362 KV Alstom Fx H CB6 362 KV Alstom Fx H CB KV Alstom Fx H CB KV Alstom Fx H CB KV Alstom Fx H CB8 362 KV Alstom Fx H Línea de transmisión Voltaje Longitud Conductor Configuración: Triangular Height 50m Hilo de Guarda Conductor AB BC CA Cantidad CG por fase Linea3 345 KV 60 mi Flicker 10 m 10 m 15m 1 10m 1 Linea4 345 KV 65 mi Flicker 1 0 m 10 m 15m 1 10 m 1 Linea5 345 KV 35 mi Flicker 10 m 10 m 15m 1 10 m 1 Utilizar 7No.10 para el cable de guarda Tipo de fuente #/cable Tamaño Longitud Voltaje Cable conductor cable4 CU ICEA 3/C 240 mm 2 2 Km 15 KV Capacitores Voltaje Capacidad del banco # de bancos Configuración CAP1 15 KV KVAR 1 Delta CAP3 345 KV KVAR 1 Estrella GUIA #2 Pag.5

6 Cargas Capacidad Configuración %FP Load 1 80 MVA Y-aterrizada 95 Load MVA Estrella 95 Load MVA Estrella 95 Load 7 10 MVA Estrella 95 Load 8 5 MVA Estrella 95 Load 9 20 MVA Estrella 95 Transformadores Voltaje Primario Secundario capacidad Impedancia Configuración T1 15 KV 345 KV 500 MVA Typical Z & X/R Delta- Estrella(aterrizada) T2 345 KV 15 KV 800 MVA Typical Z & X/R Estrella(aterrizada)-Delta T3 15 KV 0.24 KV 50 MVA Typical Z & X/R Delta- Estrella(aterrizada) Parte II: Simulación para el análisis de flujo de carga. Paso 1: Habiendo finalizado la implementación del diagrama, hacer click en el botón Load Flow Analysis en la barra de herramientas Mode para cambiar al modo Load Flow Analysis Paso 2: Note que la barra de herramientas de elementos que se encontraba a la derecha del área de trabajo ha cambiado, ahora aparece la barra Load Flow Analysis; comience la simulación haciendo click en el botón Run Load Flow en la barra de herramientas antes mencionada. Paso 3: Aparecerá ahora nuestro diagrama con nuevos datos debido a la simulación, anote todos los parámetros que en él se presenten y colóquelos en el análisis de resultados. Qué concluye de los datos obtenidos en la simulación? GUIA #2 Pag.6

7 Paso 4: Ahora, teniendo la simulación activa, hacer clic en el botón Alert View Paso 5: Llene la tabla que se presenta a continuación y preséntela en el análisis de resultados. Interprete los resultados obtenidos en la tabla. V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS. 1- Enumere las ramas del circuito implementado en la parte 1, y elabore un cuadro donde se presenten las respectivas corrientes de cada rama y las tensiones de operación de cada barra. 2- Regule el sistema de potencia para que los voltajes en los buses sean del 100% del voltaje nominal, y presente el diagrama simulado con el nuevo parámetro. 3- Elabore un cuadro comparativo de corrientes de rama y tensiones de operación de barra, de la simulación realizada en la parte 2 VI. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA. 1- Que son las barras de carga? 2- Cual es la diferencia entre barras de voltaje controlado y barras de compensación? 3- Cuál es la importancia del análisis de flujos de carga? VIII. BIBLIOGRAFÍA. Power System Analysis John J. Grainger & William D. Stevenson, Jr - McGraw Hill GUIA #2 Pag.7